如何建设数字化工厂？超详细剖析来了
“绿色化、数字化、智能化、融合化”
印刷业具有意识形态和文化服务双重属性，承担着巩固阵地、传承文化、服务人民的重要职责。国家新闻出版署在《印刷业“十四五”时期发展专项规划》中提出“绿色化、数字化、智能化、融合化”的发展方向，为传统印刷行业产业结构优化升级指明了方向。
河北省作为京津冀协同发展的主要地区，承担着“产业转型升级试验区”的重要功能。作为河北省印刷行业从业人员，笔者根据出版物印刷企业数字化转型过程中的认知和需求，提出现阶段数字化建设的核心关键，探索传统出版物印刷企业如何搭上数字化“快车道”，使企业可持续发展的路径和方法。
数字化技术和智能化装备
为出版物印刷企业赋能
印刷企业数字化是指应用数字化技术装备，结合信息化系统软件，采取数字化技术手段，将传统印刷生产过程和管理模式转变为以数据为基础、生产与管理实时信息交互的数字化运营模式。
数字化建设，对印刷企业内部而言，涉及印刷生产全流程，包括印前制版、印刷、印后加工、质量检测、场内物流、仓储库房等，同时在生产与管理之间形成数据的闭环流动，实现自动报工、自动排产和人员的量化考核，达到降本保质增效；
对印刷企业外部而言，涉及与上下游客户、市场、供应链等之间信息交互，实现全生态的业务协同，提高企业管理水平和服务品质，增强自身竞争力。
结合企业实际情况，围绕自动化、数字化、智能化、融合化和绿色化等方面的技术研发与应用给企业赋能。
数字化
为企业管理体系科学化赋能
通过生产信息的自动获取、生产过程的数字化报工、生产数据与企业信息化系统的实时交互，实现企业生产与管理的协同运行，为企业管理体系科学化赋能。
数字化检测
为提升企业质量管理赋能
通过离线（在线）印品图像检测系统的集成与应用，实现用自动化设备和智能视觉图像技术替代人工品检，提高品检质量和工作效率。部署印后全流程视觉检测、胶订成品在线称重等数字化设备，确保产品质量的同时，实现数字化为质量管理赋能。
自动化连线
为企业降本增效赋能
结合企业自有生产环境，研发并部署“印刷及码板联动线”“胶装联动线”“打包（或打捆）及码板联动线”等自动化生产线，将离散的生产工艺通过生产联动线进行整合连线，减少人员投入，降低生产成本，提高生产效率。
AGV应用
为企业厂内物流自动化赋能
基于企业的合理工艺布局，在如纸库到切纸机、切纸机到印刷机、印刷机到半成品码放区再到胶装联动线，成品托盘到成品存放区等环节，以及原辅材料的搬运，增加AGV搬运机器人，开发TMS智能搬运系统，与生产管理系统协同融合，实现厂内物流自动化。
WMS仓储管理系统
为库房管理智能化赋能
通过智能仓储改造，采用自动化立体库和WMS管理系统，实现纸张和物料的入库、出库、调拨、库存盘点等数字化管理，为企业仓储管理智能化赋能。
现阶段企业生产
数字化系统集成的探索
当前，数字化技术已经深入到产业各个领域，带来了智能化、效率化、精细化的印刷生产方式，同时涌现出了一些新兴的业态和模式。因此，出版物印刷企业要积极适应数字化时代，按照协同融合的发展理念，推动数字化升级换代，改变传统生产经营方式和运作模式。
生产数字化，离不开MES系统。印刷业属于离散制造业，MES是生产制造执行系统，是对ERP和生产现场管理的实时反馈与响应，更是生产过程中人、机、料、法、环的相互协同，其核心价值是降本保质增效。MES是一个庞大的多组件软件系统，企业在实际应用中，应根据需要有选择地部署功能模块，以合理的投入获得最大的收益。
结合出版物印刷企业特性，现阶段主要围绕印刷和印后加工的生产过程开展数字化升级改造。
数据采集是数字化的基础，通过多种方式获取生产设备状态信息和生产数据，为生产数据处理系统提供大量的生产原始数据，并对数据进行存储和上传，实现印刷设备的数据采集与数据集成。
数据采集技术的选择应基于工厂的需求和实际情况，包括生产线的规模、设备的类型和数量、生产过程的复杂程度等。特别说明的是，数据采集系统不是简单的采集数据，而应具备收集、传输、临时存储数据的能力，同时还需要具有高可靠性、高可扩展性和易于维护等特点。
对出版物印刷企业而言，在数字化、智能化建设过程中，所需要采集的数据主要包括以下几点：
开机运行、正常待机、故障报警、维护保养等信息。
累积产量、实时产量、生产速度、班产等信息。
原辅材料和半成品供应信息
纸张、专用油墨、覆膜材料、打包用纸、半成品托盘等信息。
印刷环境温湿度、印刷机润版液酸碱度、水墨平衡度等信息。
印刷环境温湿度、印刷机润版液酸碱度、水墨平衡度等信息。
生产数据处理系统对采集到的生产数据进行二次加工，把不同类别、不同单位、不同量化概念的数据和ERP互通数据，进行清洗、分类、标签、计算、存储、查询等数据管理，形成人员、设备、产品、工单、PMC等多纬度系统可用数据。
生产数量、生产米数、上班时长、有效生产时间、转版效率、当班累计产量等。
实际产出时间、停机时间、生产时长、开机率等。
平均投入产出率、平均剔废率、一次入齐率、成品欠数率等。
各工序已完成数量、已生产时长、单小时产出量、合格品数量、废品率、完成率等。
待生产总量、半成品库存量、停机待料时间、计划达成率等。
考虑到大量数据处理需要消耗高资源的特性，生产数据处理系统作为一个独立部分，为评价指标查询及展示系统提供处理后指标数据。
对于离散制造模式的印刷生产而言，机台工人报工，一般要到车间报工台登录报工系统，计算产量后填入到系统软件中。对应工单的生产开始与结束时间、订单实际完成情况等基本信息，经常出现不及时、不准确等情况，对计划排产、人员考核、OEE生产管理者而言，经常会出现订单生产进度不清晰、生产流程衔接不畅、绩效考核费时费力、报工填报管理难度大等问题，极大影响生产效率和员工生产积极性，增加企业管理成本。
生产过程的数字化报工是将数据采集系统采集到的各类生产数据进行处理和分析，实时上传给企业ERP系统，使生产排产和管理考核等部门及时掌握生产信息，把控生产节奏，统计生产数量、分析生产效率和质量，并生成生产报表。数字化报工系统还应具备可视化报表展示、报警提醒等功能，以便管理人员及时了解生产情况。
建设数字化报工系统，要最大限度降低一线员工的自主输入数据量，以操作简单、确认确权为主，降低操作复杂度，最大限度地保证报工数据的真实性、及时性和有效性。
按照企业管理要求，与生产、质量、运营等部门进行细化和梳理，制定出适合企业特点的数据分析评价规则，促进企业管理数字化水平的提高。
结合企业实际情况，从设备、工单、生产进度、人员、产品、质量、订单等维度，进行数据分析和应用。
设备考核指标是指从设备的实际产出时间、停机时间、机器运转速度、时间段总产出、产量MAX、产量AVG、投入产出率、时间利用率、设备性能率、质量合格率、设备OEE等角度，进行统计分析。
工单考核指标是指从工单的转版时间、生产时间、单小时产出量、投入产出率、剔废率、一次入齐率、成品欠数等角度，进行统计分析。
生产进度（PMC）考核指标是指从生产进度的停机待料时间、计划达成率、待生产总量、半成品库存等角度，进行统计分析。
人员考核指标是指从人员的转版效率、作息时间、实际产出时间、单小时产出、时间段总产出等角度，进行统计分析。
品种考核指标是指从品种的平均转版时间、平均生产时间、单小时产出量、产量MAX、产量AVG、平均投入产出率、平均剔废率等角度，进行统计分析。
质量考核指标主要从工单工序生产废品率等角度，进行统计分析。此外，公司如配备质量检测设备，可以与设备系统直接互通对接，基于质量检测设备的质量数据，开展质量数据分析、应用和可视化展示等。该部分需要与质量检测设备厂商沟通对接，开发接口通讯单元。
订单考核指标主要从订单的交货率、按时交货率、缺货率、合格率等角度，进行统计分析。
数据分析结果不仅在信息化系统中进行交互应用，还要进行展示，要直观看到。根据企业不同职责管理岗位，一般分为四级展示应用场景。
为企业领导的生产管理全局把控服务，主要展示3方面内容：一是从产量角度，包括累计印刷数量、产品数量等；二是从订单交付和生产质量角度，包括业务订单按时交付率、产品合格率、投入产出率等；三是从生产管理角度，包括设备OEE、劳动生产效率等。
为生产管理和设备管理部门服务，主要展示以下3类内容：一是各生产车间综合数据报表，包括产量数据（年产量、月产量、日产量）、时长数据（年生产时长、月生产时长、日生产时长，年待机时长、月待机时长、日待机时长）和工单数据（年工单数，月工单数，日工单数）等；二是各生产车间效率数据，包括按时交付率、产品合格率、设备OEE等；三是各生产车间当日任务排产完成进度等。
为车间管理者的车间及时统筹管控服务，展示内容主要包括：一是该车间的综合数据统计表，包括产量数据、时长数据和工单数据等；二是该车间的效率数据等；三是该车间当日任务排产的综合进度数据等。
为生产机台负责人及时了解当前设备的运行情况和订单执行情况服务，展示内容主要包括：一是机台的基本操作信息，包括机台名、机长名、班组名等；二是当前班组的产量和生产时长信息，包括当班产量、已生产时长、已待机时长等；三是当前机台的任务排产执行情况等；四是机台当前执行工单明细内容等；五是当前工单已完成进度百分比和预计完成时间等。
在印刷企业智能化升级改造过程中，通过数字化手段实现生产线的自动化集成是一项关键工作，对企业发展起着重要作用。通过自动化生产设备、智能化装备、数字化手段，运用系统集成技术，可以实现以下目标。
一是实现生产线的自动化和数字化，使生产过程更加高效、准确和快速。
二是能够显著减少用工人数，提高生产线的安全性和可靠性，降低生产成本。
三是提高印刷质量的稳定性和一致性，减少人为因素造成的产品质量波动。
四是有助于减少资源浪费和环境污染，降低能源消耗，符合绿色环保的发展要求。
五是推动出版印刷行业的技术创新，推进企业的数字化/智能化升级转型，提升企业竞争力，为企业拓展新业务领域和市场提供支持。
数字化转型已成为印刷企业应对当下市场挑战的核心策略。传统出版物印刷企业如何搭上数字化“快车道”，笔者认为，一是出版物印刷企业管理者要摆脱传统思想的束缚，不要在落后的工艺基础上搞自动化，不要在落后的管理基础上搞信息化，不要在不具备数字化基础时搞智能化，要补齐企业数字化短版，实现生产运营管理数字化；
二是要加大数字化建设步伐，实现生产设备之间、各类信息化系统软件之间、设备与软件之间业务数据、信息数据的交互，推进全业务的信息化、数字化、流程化，形成数据闭环管理、业务协同；
三是要建立企业级大数据中心，开展历史数据分析，建立多维度评价体系，通过数据暴露出企业生产及管理等方面的问题和薄弱环节，优化管理流程、细化生产工艺，推动企业提质增效。
作者：河北新华第二印刷有限责任公司 李宏中
